基于苝二酰亚胺非富勒烯太阳能电池受体材料的合成与光伏性能研究

发布时间：2021-10-29 21:13

　　随着全球能源结构的改变,市场对新能源材料及其器件的需求日益增长。有机太阳能电池（OSCs）作为取代传统能源的明星候选者,其光电转换效率低下等问题是发展过程中绊脚石。本论文以体异质结（BHJ）OSCs的光电转换机理及性能影响因素为基础,从调控活性层中受体材料的吸收光谱、前线轨道能级、分子构象、分子的聚集态和材料间的相互作用出发,设计并合成了一系列以苝二酰亚胺（PDI）为主体吸光结构和拉电子单元的受体分子。主要研究内容如下:1.设计并合成了四种以咔唑为富电子单元（D）,苝二酰亚胺为第一缺电子结构单元（A₁）,2-（3-乙基-4-氧代噻唑烷-2-亚基）丙二腈/3-（二氰基亚甲基）靛酮为第二缺电子结构单元（A₂）的A₁-D-A₂型不对称小分子受体RPC、FRPC、IPC、FIPC,并应用于OSCs器件。其中,FIPC存在更强的分子内电荷转移、更强的共轭性和平面性,促进了激子解离和电荷传输,并且可见光区光谱与PTB7-Th更为互补。基于PTB7-Th:FIPC的器件初步测试展现出较小的域尺寸,升高的LUMO能... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 有机太阳能电池的器件结构
        1.2.1 单层肖特基型器件
        1.2.2 双层异质结器件
        1.2.3 体异质结器件
        1.2.4 叠层太阳能电池
    1.3 体异质结有机太阳能电池工作原理及其性能参数
        1.3.1 工作原理
        1.3.2 性能参数
    1.4 有机太阳能电池活性层材料研究进展
        1.4.1 给体材料
        1.4.2 受体材料
    1.5 三元有机太阳能电池
    1.6 本论文的主要研究内容及意义
第2章 基于苝二酰亚胺不对称小分子受体的合成与性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂、药品及测试条件
        2.2.2 小分子受体的合成
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 化学结构表征
        2.3.2 热性能
        2.3.3 密度泛函理论计算
        2.3.4 光学性质
        2.3.5 电化学性质
        2.3.6 光伏性能
第3章 基于卟啉小分子受体的的合成与性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂、仪器及测试条件
        3.2.2 小分子受体TP-ZnP的合成
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 化学结构表征
        3.3.2 热性能
        3.3.3 光学性质
        3.3.4 电化学性质
        3.3.5 光伏性能
第4章 基于苝二酰亚胺、卟啉及噻吩三元共聚物受体的合成与表征
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 试剂、药品及测试条件
        4.2.2 共聚物的合成
    4.3 共聚物的结果与讨论
        4.3.1 化学结构表征
        4.3.2 热性能
        4.3.3 光学性质
        4.3.4 电化学性质
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 试剂、药品以及理方法
附录B 仪器、测试条件及方法
硕士期间已发表文章


【参考文献】：
期刊论文
[1]All-Polymer Solar Cells with Perylenediimide Polymer Acceptors[J]. Yi-kun Guo,Yun-ke Li,Han Han,颜河,赵达慧.  Chinese Journal of Polymer Science. 2017(02)



本文编号：3465406